Способ получения реагента для буровых растворов

 

Изобретение касается серосодержащих веществ, в частности получения реагента для буровых растворов, что может быть использовано при переработке угля. Цель - улучшение реологических свойств целевого продукта. Процесс ведут реакцией бурого угля, сульфита натрия и щелочного агента Са(ОН)2 или шлама производства тиомочевины технической в водной среде при массовом соотношении 50:(40-50):(10-15)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

s j

) с

Ц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4682108/04 (22) 18.04.89 (46) 30.06.91, Бюл. № 24 (71) Институт физико-органической химии и углехимии АН УССР (72) А.Н. Заритовский, А.В. Бондаренко, И.Н. Думбай, А,Ф. Попов. P.Î. Кочканян и

И.Е. Шаранова ф (53) 547.269.3.07(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1188165, кл, С 07 С 143/54, 17.11.83. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕАГЕНТА ДЛЯ

БУРОВЫХ РАСТВОРОВ (57) Изобретение касается серосодержащих веществ, в частности получения реагента

Изобретение относится к переработке угля, конкретно к способу получения сульфированных гуматов (сульфогуматов), которые могут быть использованы в качестве реагентов для буровых растворов.

Известен способ получения сульфированных гуматов, заключающийся s обработке 100 г бурого землистого угля

Александрийского месторождения (содержащего около 10Я, аналитической влаги, 157 золы, 75 (органического вещества) 18 г гидроксида натрия и 29 г сульфита натрия в универсальном дезинтеграторе-активаторе с восьмирядным прямоэубым ротором диаметром 180 мм и производительностью

15 кг/ч. Активацию проводят при 12000 об/мин, что соответствует скорости соударения частиц 225 м/с, время активации 147 г загруженной смеси 0,5 — 1 мин. Полученную активированную смесь помещают в колбу и суспензируют в воде при 100 С и перемешивании мешалкой Гершберга в течение 1 ч. Соотношение между твердой и

„„ Ы„„1659404 А1

s С 07 С 309/60, С 04 В 24/16 для буровых растворов, что может быть использовано при переработке угля. Цель— улучшение реологических свойств целевого продукта. Процесс ведут реакцией бурого угля, сульфита натрия и щелочного агента . Са(ОН) или шлама производства тиомочевины технической в водной среде при массовом соотношении 50:(40 — 50):(10 — 15) (25 — 40):400 и 90-100 С. Эти условия обеспечивают получение сульфогуматов с лучшими свойствами (понижение водоотдачи, условной вязкости и предельного статического напряжения сдвига), позволяющими повы.сить эффективность в буровой технике. 3 табл. жидкой фазами 1:8. Выход сульфогуматов

76,1 r.

Однако повышенные условная вязкость и водоотдача буровых растворов, полученных с использованием образующихся сульфогуматов, ухудшают реологические О, свойства буровых растворов.

Целью изобретения является улучшение реологических свойств буровых растворов.

Согласно предлагаемому способу в C) качестве щелочного агента используют гид- ф роксид кальция, процесс осуществляют обработкой гуматсодержащего сырья водным раствором сульфита натрия в присутствии гидроксида кальция в течение 1 ч, при 90100 С и следующем соотношении реагентов, мас.ч.:

Бурый уголь 50

Сульфит натрия 40-50

Гидроксид кальция 10 — 15

Вода 400

1659404

В качестве щелочного агента может быть использован также шлам производст- . ва тиомочевины, отход Донецкого завода химреактивов. Шлам представляет собой .вязкую массу темно-серого цвета следую- 5 щего состава, :

Гидрат окиси кальция . 39-40

Оксид кремния До 1

Оксиды металлов 2 — 2,5 10

Аммиак 0,3

Углекислота 0,7

Сульфид аммония 0,3

Уголь 5,7.

Тиомочевина 1,5 15

Вода 49-50В этом случае процесс проводят при следующем соотношении компонентов, ма с.ч.:

Бурый уголь 50

Сульфит натрия 40 — 50

Шлам производства тиомочевины технической 25-40

Вода 400 25

В качестве гуматсодержащего сырья используют землистый бурый уголь Александрийского месторождения, содержащий

66,4 g, органического вещества, 4,67 10 гэкв кислых функциональных групп на 1 r 30 угля, Сульфированные гуматы, полученные с использованием предлагаемого способа, испытаны в качестве реагентов буровых растворов. В качестве базового обьекта 35 принят углещелочной реагент (УЩР, ТУ 3901-247-76), представляющий собой гумат натрия.

Пример 1, Смесь50г бурого: угля

Александрийского месторождения, 14 r гид- 40 роксида кальция, 41 г сульфита натрия и 400 мл воды нагревают в течение 1 ч при 90100 С и перемешивании, Реакционную массу центрифугируют, отделяют раствор сульфогуматов. Оставшийся шлам суспен- 45 дируют в воде, выдерживают 1 сут, центрифугируют, отделяют раствор сульфогуматов от шлама. Определяя фотоколориметрически (прибор ФЭК-56) концентрацию гумэтов в обоих растворах, рассчитывают выход 50 сульфогуматов. Выход сульфогуматов 15.35 г.

По аналогичной методике, изменяя количество гидроксида кальция и сульфита натрия в смеси, определяют выход сул ьфо гумато в.

Данные по примерам 2 — 16 приведены в табл. 1.

П р и м,е р 17. Смесь 50 г бурого угля, 40 г сульфита натрия, 25 r шлама производства тиомочевины технической и 400 мл воды перемешивают в течение 1 ч при

90-100 С. Остывшую реакционную смесь центрифугируют, раствор сульфогуматов отделяют, оставшуюся твердую часть суспендируют в воде, выдерживают 1 сут, затем центрифугируют, отделяют раствор сульфогуматов от шлама. Определяют концентрацию сульфогуматов в обоих растворах (прибор ФЭК-56), рассчитывают выход сульфогуматов. Выход сульфогуматов 15,35 r, По аналогичной методике, изменяя соотношение сульфита натрия и шлама производства тиомочевины технической определяют выход сульфогуматов. Данные приведены в табл. 2.

Определение водоотдачи проводили на приборе ВМ-6, условной вязкости на полевом стандартном вискоэиметре, статистическое напряжение сдвига — на приборе

СНС-2 по известным методикам.

Результаты испытания приведены в табл. 3.

Как видно из табл. 3, использование предлагаемого способа позволяет получить сульфировэнные гуматы, обладающие пониженными значениями водоотдачи, условной вязкости и предельного статического напряжения сдвига.

Формула изобретения

Способ получения реагента для буровых растворов взаимодействием бурого угля, сульфита натрия и щелочного агента в воде при 90 — 100 С, отличающийся тем, что, с целью улучшения реологических свойств целевого продукта, в качестве щелочного агента используют гидроксид кальция или шлам производства технической тиомочевины и процесс проводят при массовом сотношении уголь:сульфид натрия:гидроксид кальция (шлам):вода, равном 50:(40 — 50),(10 — 15К25 — 40):400, 1659404

Таблица 1

Выход сульфогуматов, r

10,1

13,2

40

50

40

13

13

40

45

12

14

14

11,7

14,2

35

40

t5,34.Таблица 2

Выход сульфогуматов, г

Количество шлама, г

СульАит натрия, г

Пример

18

19

40

35

35

50

40

23

15,35

40

50

25

Пример ГЪтдроксид Сульфит наткальция, r рия, r

15,34

15,35

15,34

15,34

15,35

15,34

15,35

15,34

15,35

7,24

15,34

15, 35

15,36

15,35

15, 34

15,34

15,36

1659404

Таблица 3

Содержание компонентов, Х Буровой раствор

Гумат Хлорид Глина кальция

1 мин 10 мин

Глинистый раст" вор

4,2

Глинистый раствор

0,8

4,3

0,9

7,0

1,0

13,6

29;0

13,7

60,0

7,0

1,0

1,5

6,0

14,0

5,9

7,0

17,0

1,0

1,5

9,9

10,0

7,0

5,5

7,0

1,0

1,5

10,0

7,0

9,6 !

5,5

7,0

1,0

1,5

Составитель Т, Власова

Редактор Т. Лазоренко Техред М.Моргентал Корректор М. Кучерявая

Заказ 1817 Тираж 266 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Глинистый раствор + гумат натрия (базовьй объект) Глинистый раствор + сульфогумат (прототип) Глинистый раствор + сульфогумат (пример 20) Глинистый раствор + сульфогумат (пример 4) !

Условная вяэкость

Статическое напряжение сдвига, мг/см .

Водоотдача си